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低密度格码(Low Density Lattice Codes,LDLC)是一种切实可行的、接近信道容量的编码技术。功率受限信道下LDLC由编码格(校验矩阵H)和整形区域B共同决定。影响LDLC码性能的参数主要有码长n、行重d、编码格容量Vc、整形格容量Vs和生成因子(a)等。本文围绕校验矩阵H、生成因子(a)和整形区域B对功率受限信道下LDLC性能的影响展开研究,主要完成了以下工作:
1.提出了一种无四环无六环结构化循环移位H矩阵的构造方法。H矩阵中的短环会影响误码性能,为了去除H矩阵中的四六环,本文从四六环的形成规律入手,结合循环移位矩阵的特性,构造出一种结构化循环移位H矩阵,去除了H矩阵中的四六环。现有的去环算法是在随机产生的幻方H矩阵基础上进行的,其去环算法复杂度至少为O(n),本文的H矩阵在构造时避免了四六环的产生,因此无需再进行去环处理,从而最大限度地减小了复杂度。
2.确定了功率受限信道下使编码和整形的联合损失最小的生成因子(a)的取值区间。功率受限信道下生成因子(a)对编码和整形会产生不同的损失,为了找到使编码和整形的联合损失最小的生成因子(a)值,本文分析了两种特定码长和行重的LDLC码,分别仿真分析了生成因子(a)为0.75、0.5和0.2时对误码率的影响和在误符号率为10-3时(a)对编码损失和整形损失的影响,最后结合两种码长的联合损失,给出了功率受限信道下生成因子(a)的取值区间建议。
3.提出了一种构造无四环无六环下三角H矩阵的方法。LDLC校验矩阵H的下三角结构使整形及编译码复杂度降低,但是下三角构造会使平均度数减小,从而影响误码性能。为了减小下三角结构所带来的损失,受上文构造的无四环无六环循环移位H矩阵启发,结合下三角矩阵的特点,构造出了一种结构化无四环无六环的下三角H矩阵,在此基础上分别对目前的三种整形方案进行仿真分析。结果表明,当码长n为1000时,本文构造的LDLC损失的平均度数小到可以忽略,并且由于消除了H矩阵中的六环,本文所构造的无六环下三角LDLC比随机构造的下三角LDLC误码性能更优异,整形性能更好。